شفة

الحافة هي نتوء بارز، أو حافة، أو حافة ، سواء كانت خارجية أو داخلية، تُستخدم لزيادة المتانة (مثل حافة عارضة فولاذية كعارضة I أو عارضة T )؛ أو لتسهيل ربط/نقل قوة التلامس مع جسم آخر (مثل حافة نهاية أنبوب ، أو أسطوانة بخار، وما إلى ذلك، أو الحافة الدائرية أو البيضاوية لتثبيت مصابيح خلفية للشاحنات والمقطورات ، أو على حامل عدسة الكاميرا )؛ أو لتثبيت وتوجيه حركات آلة أو أجزائها (مثل الحافة الداخلية لعجلة عربة سكة حديد أو ترام ، والتي تمنع العجلات من الخروج عن القضبان ) . غالبًا ما تُثبّت الحواف باستخدام براغي على شكل دائرة .

يمكن أن تكون الحافة صفيحة أو حلقة لتشكيل حافة في نهاية الأنبوب عند تثبيتها به (على سبيل المثال، حافة المرحاض ). أما الحافة العمياء فهي صفيحة لتغطية أو إغلاق نهاية الأنبوب. وصلة الحافة هي وصلة بين الأنابيب، حيث تحتوي القطع المتصلة على حواف يتم من خلالها ربط الأجزاء معًا بالمسامير.

على الرغم من أن كلمة "flange" تشير عمومًا إلى الحافة المرتفعة أو الشفة الفعلية للتركيب، إلا أن العديد من تركيبات السباكة ذات الحواف تُعرف باسم الحواف نفسها.

من أنواع الفلنجات الشائعة الاستخدام في السباكة : فلنجة سري أو فلنجة دانزي، فلنجة يورك، فلنجة ساسكس، وفلنجة إسكس. تُركّب فلنجتا سري ويورك أعلى خزان الماء الساخن، مما يسمح بسحب الماء بالكامل دون أي خلل في الخزان. وغالبًا ما تُستخدمان لضمان تدفق متساوٍ للماء إلى الدش. أما فلنجة إسكس، فتتطلب حفر ثقب في جانب الخزان .

يوجد أيضًا شفة Warix، وهي مماثلة لشفة York، لكن مخرج الدش يقع في أعلى الشفة وفتحة التهوية على الجانب. تحتوي شفة York و Warix على محولات أنثوية لتركيبها على خزان ذي وصلة ذكرية، بينما تتصل شفة Surrey بخزان ذي وصلة أنثوية.

توفر شفة المرحاض مكان تثبيت المرحاض .

يمكن تثبيت مكونات الأنابيب معًا باستخدام البراغي بين الحواف. تُستخدم الحواف لتوصيل الأنابيب ببعضها البعض، وبالصمامات، والوصلات، والعناصر المتخصصة مثل المصافي وأوعية الضغط. يمكن توصيل لوحة غطاء لإنشاء "حافة مغلقة". ^{[ 1 ]} يتم توصيل الحواف بالبراغي، وغالبًا ما يتم إحكام الإغلاق باستخدام الحشيات أو طرق أخرى. قد تُستخدم وسائل ميكانيكية للحد من آثار التسرب، مثل واقيات الرذاذ أو حواف الرذاذ الخاصة. تحتاج الصناعات التي تُعالج فيها مواد قابلة للاشتعال أو متطايرة أو سامة أو أكالة إلى حماية خاصة أكبر عند وصلات الحواف. توفر واقيات الحواف مستوى إضافيًا من الحماية لضمان السلامة. ^{[ 2 ]}

توجد معايير عديدة ومختلفة للشفاه حول العالم. ولتسهيل استخدامها وتبادلها، صُممت هذه المعايير بأبعاد موحدة. تشمل المعايير العالمية الشائعة ASA/ASME (الولايات المتحدة الأمريكية)، وPN/DIN (أوروبا)، وBS10 (بريطانيا/أستراليا)، وJIS/KS (اليابان/كوريا). في الولايات المتحدة الأمريكية، المعيار هو ASME B16.5 (توقفت ANSI عن نشر B16.5 عام 1996). يغطي معيار ASME B16.5 الشفاه حتى مقاس 24 بوصة وحتى تصنيف ضغط من الفئة 2500. أما الشفاه الأكبر من 24 بوصة، فيغطيها معيار ASME B16.47.

في معظم الحالات، تكون المعايير قابلة للتبادل، حيث تمت مواءمة معظم المعايير المحلية مع معايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO)؛ ومع ذلك، لا تزال بعض المعايير المحلية تختلف. على سبيل المثال، لا يمكن تركيب شفة ASME مع شفة ISO. علاوة على ذلك، تُقسم العديد من الشفاه في كل معيار إلى "فئات ضغط"، مما يسمح للشفاه بتحمل تصنيفات ضغط مختلفة. ومرة ​​أخرى، لا يمكن استبدال هذه التصنيفات بشكل عام (على سبيل المثال، لا يمكن تركيب شفة ASME 150 مع شفة ASME 300). ^{[ 3 ]}

تختلف فئات الضغط هذه أيضًا في تصنيفات الضغط ودرجة الحرارة باختلاف المواد. ويمكن أيضًا تطوير فئات ضغط خاصة بالأنابيب لمحطات المعالجة أو محطات توليد الطاقة؛ وقد تكون هذه الفئات خاصة بالشركة أو مقاول الهندسة والمشتريات والإنشاء (EPC) أو مالك محطة المعالجة. فئات الضغط وفقًا لمعايير الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) للشفاه ذات الوجه المسطح هي الفئة 125 والفئة 250. أما فئات الضغط للشفاه ذات الوصلات الحلقية، واللسان والأخدود، والشفاه ذات الوجه المرتفع فهي الفئة 150، والفئة 300، والفئة 400 (غير شائعة)، والفئة 600، والفئة 900، والفئة 1500، والفئة 2500. ^{[ 3 ]}

كما يتم تصنيع أسطح الشفة بأبعاد قياسية، وعادة ما تكون من نوع "الوجه المسطح" أو "الوجه المرتفع" أو " اللسان والأخدود " أو " الوصلة الحلقية "، على الرغم من إمكانية وجود أنماط أخرى غامضة.

تتوفر تصاميم الفلنجات بأنواع مختلفة، منها فلنجات " الرقبة الملحومة "، و"الانزلاقية"، و"الوصلة المتداخلة"، و"اللحام المقبس"، و" الملولبة "، و"العمياء". ^{[ 3 ]} ومن بين هذه الأنواع، تُفضل فلنجات الرقبة الملحومة في التطبيقات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية نظرًا لمتانتها الهيكلية الفائقة. أما فلنجات الانزلاق فتُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الضغط المنخفض لسهولة تركيبها وفعاليتها من حيث التكلفة. ^{[ 4 ]} وتُستخدم الفلنجات العمياء لإحكام إغلاق نهاية نظام الأنابيب، بينما تُستخدم الفلنجات الملولبة وفلنجات اللحام المقبس عادةً في الأنابيب ذات الأحجام الصغيرة.

معايير الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)

تُصنع حواف الأنابيب وفقًا للمعايير المحددة في ASME B16.5 أو ASME B16.47، بالإضافة إلى MSS SP-44. وهي تُصنع عادةً من مواد مطروقة ولها أسطح مصقولة. يشير معيار ASME B16.5 إلى أحجام الأنابيب الاسمية (NPS) من ½ بوصة إلى 24 بوصة. بينما يغطي معيار B16.47 أحجام الأنابيب الاسمية من 26 بوصة إلى 60 بوصة. يُصنّف كل معيار حواف الأنابيب إلى فئات ضغط : 150، 300، 400، 600، 900، 1500، و2500 رطل/بوصة مربعة (psi ) لمعيار B16.5، و75، 150، 300، 400، 600، و900 رطل/بوصة مربعة (psi) لمعيار B16.47. مع ذلك، لا تُشير هذه الفئات إلى أقصى ضغط مُقاس بالرطل لكل بوصة مربعة (psi) . بل يعتمد أقصى ضغط على مادة الحافة ودرجة الحرارة. على سبيل المثال، يبلغ الحد الأقصى للضغط لشفة الفئة 150 285 رطل لكل بوصة مربعة، ولشفة الفئة 300 يبلغ 740 رطل لكل بوصة مربعة (كلاهما للفولاذ الكربوني ASTM a105 ودرجات حرارة أقل من 100  درجة فهرنهايت).

يُحدد نوع الحشية ونوع البرغي عادةً في المعايير؛ ومع ذلك، تشير بعض المعايير أحيانًا إلى كود ASME لأوعية الغلايات والضغط (B&PVC) للاطلاع على التفاصيل (انظر القسم الثامن، الجزء 1 - الملحق 2 من كود ASME). وتُعتبر هذه الفلنجات معترفًا بها في أكواد أنابيب ASME، مثل ASME B31.1 لأنابيب الطاقة، وASME B31.3 لأنابيب العمليات.

تخضع مواد الفلنجات عادةً لتصنيف الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME): SA-105 (مواصفات مشغولات الصلب الكربوني المطروقة لتطبيقات الأنابيب)، أو SA-266 (مواصفات مشغولات الصلب الكربوني المطروقة لمكونات أوعية الضغط)، أو SA-182 (مواصفات فلنجات أنابيب الصلب السبائكي المطروقة أو المدرفلة، والوصلات المطروقة، والصمامات والأجزاء المستخدمة في درجات الحرارة العالية). إضافةً إلى ذلك، توجد العديد من الفلنجات "المعيارية" التي يمكن استخدامها في بعض الحالات في أعمال ASME.

تشمل مجموعة المنتجات أنواعًا مختلفة من وصلات الفلنجات، منها SORF وSOFF وBLRF وBLFF وWNRF (بأحجام XS وXXS وSTD وجداول 20 و40 و80) وWNFF (بأحجام XS وXXS وSTD وجداول 20 و40 و80) وSWRF (بأحجام XS وSTD) وSWFF (بأحجام XS وSTD) وThreaded RF وThreaded FF وLJ، بأحجام تتراوح من 1/2 بوصة إلى 16 بوصة. وتُستخدم مسامير ملولبة مع صامولتين (وحلقات عند الحاجة) لتوصيل الفلنجات. وفي الصناعات البتروكيماوية، تُستخدم مسامير ASTM A193 B7 STUD وASTM A193 B16 نظرًا لقوة شدها العالية.

مع ازدياد حجم الفلنجة المدمجة، يزداد وزنها وتعقيدها نسبياً، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الشراء والتركيب والصيانة. وتُعدّ الفلنجات ذات الأقطار الكبيرة، على وجه الخصوص، صعبة التعامل، وتتطلب مساحة أكبر، كما أن إجراءات مناولتها وتركيبها أكثر تعقيداً، لا سيما في المنشآت البعيدة مثل منصات النفط.

يشتمل تصميم سطح الشفة على مانعين للتسرب مستقلين. يتم إنشاء مانع التسرب الأول عن طريق تطبيق ضغط تثبيت مانع التسرب عند كعب الشفة، ولكن ليس من السهل ضمان وظيفة هذا المانع.

نظرياً، سيتم الحفاظ على تلامس الكعب لقيم الضغط التي تصل إلى 1.8 ضعف تصنيف الشفة عند درجة حرارة الغرفة.

نظرياً، تظل الحافة متصلة أيضاً على طول محيطها الخارجي عند أسطح الحافة لجميع مستويات التحميل المسموح بها التي صُممت من أجلها.

يُعدّ مانع التسرب IX هو المانع الرئيسي. وتُستمد قوة مانع التسرب من الطاقة المرنة المخزنة فيه. أي تسرب من الكعب يُولّد ضغطًا داخليًا يؤثر على مانع التسرب من الداخل، مما يُعزز عملية منع التسرب. مع ذلك، يتطلب هذا تثبيت حلقة IX في موضعها النظري داخل أخدود الحلقة، وهو أمر يصعب ضمانه والتحقق منه أثناء التركيب.

يهدف التصميم إلى منع تعرض المنتج للأكسجين وغيره من العوامل المسببة للتآكل. وبالتالي، يمنع تآكل أسطح الشفة، وطول البراغي المعرضة للإجهاد، وحلقة منع التسرب. ومع ذلك، يعتمد هذا على بقاء حافة الغبار الخارجية في حالة تلامس مُرضية، وعلى عدم وجود سائل داخلي مُسبب للتآكل في حال تسربه إلى تجويف دائرة البراغي .

تبقى معظم القطارات والترام على مساراتها بشكل أساسي بفضل الشكل المخروطي لعجلاتها. كما أنها مزودة بحافة جانبية للحفاظ على العجلات، وبالتالي القطار، على القضبان عند بلوغ حدود المحاذاة الهندسية، إما بسبب حالة طارئة أو عيب ما، أو ببساطة لأن نصف قطر المنحنى صغير جدًا بحيث لا يعود التوجيه الذاتي الذي توفره عادةً مداسات العجلات المخروطية فعالاً. ^{[ 5 ]}

• 
  • مداس وحافة عجلة السكة الحديدية
• 
  عجلة ذات حافة على قاطرة بخارية صغيرة

شفة التفريغ هي شفة في نهاية أنبوب تستخدم لتوصيل غرف التفريغ والأنابيب ومضخات التفريغ ببعضها البعض.

في مجال الاتصالات بالميكروويف ، تعتبر الشفة نوعًا من وصلات الكابلات التي تسمح بتوصيل أنواع مختلفة من الموجهات الموجية .

توجد عدة أنواع مختلفة من حواف الترددات الراديوية للميكروويف ، مثل CAR و CBR و OPC و PAR و PBJ و PBR و PDR و UAR و UBR و UDR و icp و UPX.

تستخدم أحذية التزلج حوافًا عند مقدمة القدم أو الكعب للربط برباط الزلاجة. يتم توحيد حجم وشكل هذه الحواف في أحذية التزلج الألبي وفقًا لمعيار ISO 5355. تستخدم أحذية التزلج التقليدية ، سواءً للتزلج الحر أو التزلج الريفي، معيار Nordic Norm بقياس 75  مم، ولكن حافة مقدمة القدم تُعرف بشكل غير رسمي باسم "منقار البطة". أما رباطات التزلج الريفي الحديثة، فتستغني تمامًا عن الحافة وتستخدم بدلاً منها قضيبًا فولاذيًا مُدمجًا في النعل.

• رأس الغلاف
• شفة المرحاض
• فيكتوليك
• قطب

• ASME B16.5 : حواف الأنابيب القياسية حتى 24  بوصة اسمية
• ASME B16.47 : حواف الأنابيب القياسية التي يزيد قطرها عن 24  بوصة
• مواصفات المواد الحديدية - القسم الثاني (المواد) من معايير الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)، الجزء أ
• نايار، موهيندر (1999). دليل آلات النفخ، الطبعة السابعة . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 0-07-047106-1.
• حواف الأنابيب القياسية ASME B16.47 من شركة يانغ لصناعة الأنابيب
• أداة البحث عن عزم ربط شفة ANSI